毕业设计(论文)基于51单片机的电子时钟.doc
《毕业设计(论文)基于51单片机的电子时钟.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)基于51单片机的电子时钟.doc(23页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、 基于51单片机的电子时钟 学 院: 电子与信息工程学院 学生姓名: 专业班级: 应用电子(2)班 学 号: 2009108249 指导教师: 2012 年 5月30 日摘 要2引言3一、方案设计及方案论证51.时钟温度的总体设计思路52.时钟温度系统方案论证52.1时钟系统方案选择52.2单片机的选择52.3 显示系统的方案比较52.4 报警系统的方案比较62.5 温度系统方案选择62.6 键盘控制方案选择63. 时钟温度系统总体设计7二硬件设计部分71机最小系统电路设计71.1 单片机芯片选择71.2单片机管脚说明81.3 单片机最小系统102.时钟系统电路设计122.1 时钟芯片选择12
2、2.2 DS1302管脚及寄存器说明132.3 DS1302钟电路143 温度系统电路153.1 温度芯片的选择153.2 DS18B20内部结构描述153.3 DS18b20温度系统电路164 键盘控制系统设计17报警电路系统设计186液晶显示系统设计196.1 12864液晶显示电路19三、软硬件调试部分203.1软件调试203.2硬件调试20四.总结与体会22感谢23参考文献24摘 要LCD时钟温度系统是由中央控制器、温度检测器、时钟系统、报警系统,显示器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C52,温度检测部分采用DS18B20温度传感器,时钟系统用时钟芯片DS1302,用LCD液晶
3、12864作为显示器,用蜂鸣器及发光二极管构成声光报警器。单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据,对数据处理后显示时间;温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理;单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器12864F显示,12864F还可以显示汉字;键盘是用来调时和温度查询的。引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。本设计是数据采集及处理,键盘控制,显示系统及报警系统与单片机有效结合,本设计是通过在“单片
4、机原理及应用”课堂上学习的知识的综合应用,以及查阅资料,培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维,把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中,不断的学习,思考和同学间的相互讨论,运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难,掌握单片机系统一般的开发流程,学会对常见问题的处理方法,积累设计系统的经验,充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力,开拓了思维,为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。一、方案设计及方案论证1.时钟温度的总体设计思路按照系统的设计功能要求,本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现,用单片机的自动控制能力配合按键控制,来控制时钟、温度的调整及显
5、示。获得时钟温度数据信息,单片机对其进行一系列的处理,最后通过液晶显示出来。2.时钟温度系统方案论证2.1时钟系统方案选择方案1:通过单片机内部的定时器/计数器,用软件实现,直接用单片机的定时器编程以实现时钟;方案2:用专门的时钟芯片实现时钟的记时,再把时间数据送入单片机,由单片机控制显示。虽然用软件实现时钟硬件线路简单,但是程序运行的每一步都需要时间,多一步或少一步程序都会影响记时的准确度,对定时器定时也不是十分准确,时钟精度很低,对于我们实现所需要的功能造成软件编程非常复杂。用专用时钟芯片硬件成本相对较高,但它的精度很高,软件编程很简单。综上所述,选择方案2。2.2单片机的选择对于单片机的
6、选择,如果用8031系列,由于它没有内部RAM,系统又需要大量内存存储数据,因而不可用;51系列单片机的ROM为4K,对于我们设计的系统可能有点小;54系列单片机与51系列的结构一样,而ROM扩大为16K,对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。因此,我们选择52系列的单片机。 2.3 显示系统的方案比较 方案1:用数码管或LED显示。 方案2:用液晶1602显示。方案3:用液晶12864显示。 时钟和温度的显示可以用数码管或LED,而且价格便宜。但是数码管的只能显示简单的设计的系统,与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示,还是用显示功能
7、更好的液晶显示器比较好,它能显示更多的数据,用1602液晶显示数据有限,显示数据的可读性不好,用可以显示汉字的12864液晶显示器还可以增加显示信息的可读性,让人看起来会很方便。 2.4 报警系统的方案比较 方案1:用长鸣的蜂鸣器实现闹钟铃声及温度超限报警。 方案2:用喇叭加语音芯片实现闹钟铃声及温度超限报警。 用喇叭加语音芯片成本很高,但声音还不错,再有喇叭体积庞大。用蜂鸣器,成本低,电路结构简单,而且体积小。限于设计所需要的功能,用蜂鸣器是最佳选择。所以我们采用方案1.2.5 温度系统方案选择方案1:用热敏电阻等测温元件测出电压,再转换成对应的温度。需要比较多的外部元件支持,且硬件电路复杂
8、,制作成本相对较高。方案2:用DS18B20直接测温。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。经比较,我们选择方案2。温度实现只能通过外部的温度传感器来实现。经上网查阅及市场考察,DS18b20体积小,只有3只脚,电路接法简单。内部含有寄存器为我们设计实现上下限报警功能提供保障。精度为0.5C,也符合我们设计的要求。DS18B20也是我们通常使用的型号,因此温度传感器用DS18B20。2.6 键盘控制方案选择方案1:购买集成键盘,采用矩阵形式连接。方案2:购买单个
9、复位开关做成键盘。虽然集成键盘美观,与单片机的接口少,但是它的成本比较高。单片机的IO口对于我们的设计绰绰有余。通常我们选用价格便宜单个复位开关做成键盘。3. 时钟温度系统总体设计初步确定设计系统由单片机主控模块、时钟模块、测温模块、报警模块、显示模块、键盘接口模块共6个模块组成,电路系统框图如图1.1所示。 图1.1二硬件设计部分1机最小系统电路设计1.1 单片机芯片选择单片机采用52系列单片机。由ATMEL公司生产的AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和
10、引脚完全兼容。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash,使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。AT89C52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。而且,它还具有一个看门狗(WDT)定时/计数器,如果程序没有正常工作
11、,就会强制整个系统复位,还可以在程序陷入死循环的时候,让单片机复位而不用整个系统断电,从而保护你的硬件电路。AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。其芯片外观及引脚图如下图2.1示:图2.11.2单片机管脚说明VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1
12、时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作
13、为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C52的一些特
14、殊功能口,如图2.2所示:管脚备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)图2.2P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变
15、的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管
16、是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。1.3 单片机最小系统 单片机最小系统主要由复位电路,晶振电路,电源等几部分组成。1.3.1复位电路复位电路有两种方式:上电复位和按钮复位,我们主要用按钮复位方式。如下图2.3所示:图2.31.3.2晶振电路晶振电路原理图如2.4图2.4 选取原则:电容选取30pF,晶振为12MHz。1.3.3电源AT89C52单片机的供电电源
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 51 单片机 电子 时钟
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3978351.html